太阳跟踪装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术提出了一种太阳跟踪装置，其中装置包括支架，所述支架包括支撑底座和云台，其中云台用于固定太阳能利用设备，还包括：光电探测模块、GPS定位模块、控制模块、传动组件和电机模块；跟踪方法主要包括步骤：a1、启动上述光电探测模块、GPS定位模块、控制模块、传动组件和电机模块；a2、根据GPS定位模块获取的位置信息判断太阳方位，并控制电机模块驱动云台实现初步对准太阳；a3、通过光电探测模块判断光照是否充足，若是则返回步骤a2。采用GPS跟踪模块并设置GPS模块及光电探测模块的跟踪条件，实现了GPS模块初略跟踪以及阴天跟踪、光电探测模块细微调整的联合控制跟踪方式。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
太阳跟踪装置
本技术涉及一种太阳跟踪技术，具体涉及一种基于GPS和光电探测技术的太阳能跟踪装置。
技术介绍
随着化石资源的日益枯竭，人类越来越重视清洁能源的开发。太阳能由于清洁无污染，取之不尽用之不竭也是越来越受到重视。目前太阳能热水器、太阳能光伏发电、太阳能照明等设备和设施以相继开发成功和投入使用。但是太阳能却非常不稳定，不仅存在于一年四季的差异和白天黑夜的差异，即使在白天也随着时间的不同，太阳能的分布也不同。采用太阳跟踪技术可以有效的提高太阳能的利用效率，提高产生。传统的太阳跟踪技术，要么基于GPS的跟踪装置，要么基于光电探测的跟踪装置。两者互有优缺点，GPS跟踪装置不受天气影响可以全天候全时段工作，但是GPS跟踪装置运行一段时间后会由于机械装置的原因出现累计误差，必须一段时间后人工校准。光电探测装置的优势是实时跟踪不会出现累计误差，但是容易受到天气的影响，阴雨天气无法跟踪太阳。
技术实现思路
本技术为了解决现有的基于GPS技术的太阳跟踪装置容易随着使用时间的变化出现累计误差，而基于光电探测技术的太阳能跟踪装置在阴雨天气无法准确跟踪的问题，提出了一种太阳能跟踪装置。为了实现上述目的，本技术的技术方案是:一种太阳跟踪装置，包括支架，所述支架包括支撑底座和云台，其中云台用于固定太阳能利用设备，其特征是本太阳跟踪装置还包括:光电探测模块、GPS定位模块、控制电路、传动组件和电机模块；其中，光电探测模块与控制电路相连接，包括长方体箱体和至少4个方位探测光敏传感器，该长方体箱体包括2个正方形底面和4个长方形侧面，所述4个长方形侧面与正方形底面之一的4条公共边中部分别设置有方位探测光敏传感器，所述方位探测光敏传感器的光敏面露出长方体箱体侧面一定距离D，D的值根据预设探测精度确定，长方体箱体靠近方位探测光敏传感器的正方形底面固定于云台上；GPS定位模块与控制电路相连接，用于获取设备的位置信息；控制电路包括GPS信号处理单元、比较器和驱动电路，GPS信号处理单元用于处理GPS获取的设备位置信息并转换为控制信号，比较器用于比较方位探测光敏传感器的信号强度并输出控制信号至驱动电路，驱动电路根据控制信号输出驱动信号驱动控制电机，控制电机通过传动组件控制云台旋转。上述D值满足tan 0 =2D/L，其中0为跟踪精度，L为长方体箱体两个正方形底面之间的距离。为了减小太阳光反射以及对方位探测光敏传感器探测太阳光强度的精度的影响，所述长方体箱体表面为黑色。[0011 ] 进一步的，所述方位探测组件还包括与方位探测光敏传感器数量相同的采样电阻，所述采样电阻分别与方位探测光敏传感器串联，用于将方位探测光敏传感器探测光强对应的电流信号转换为电压信号输送至比较器。为了解决光线不足的情况下系统额外耗费电能的缺陷，所述跟踪装置还包括光强探测组件，所述光强探测组件包括光强探测光敏传感器、电压比较器和开关单元，所述光强探测光敏传感器安装于长方体箱体远离方位探测光敏传感器的正方形底面中央，所述光强探测光敏传感器与电压比较器的输入端相连接，电压比较器的另一输入端输入阈值电压，所述开关单元包括控制端和开关端，所述开关端串联于方位探测组件的电源输入回路中，所述电压比较器的输出端与开关单元的控制端相连接，用于控制方位探测组件的电源通断。进一步的，所述光强探测光敏传感器与一采样电阻串联，所述采样电阻的输出端连接于电压比较器的输入端。进一步的，所述光强探测组件还包括可调电压组件，所述可调电压组件输出端电压可调，并作为阈值电压输出至电压比较器。本技术的有益效果:本技术的太阳跟踪装置采用长方体箱体结合方位探测光敏传感器组成方位探测组件，通过长方体箱体遮光和比较方位探测光敏传感器探测的光强差值判断太阳方位，具有结构简单、成本低、精度高以及可靠性好的优势。采用GPS跟踪模块，并设置GPS模块及光电探测模块的跟踪条件，实现了 GPS模块初略跟踪以及阴天跟踪、光电探测模块细微调整的联合控制跟踪方式，避免了单独的GPS跟踪模块产生机械累计误差的缺陷，同时也集成了光电探测模块进行太阳跟踪的优势。【附图说明】图1为本技术的实施例的原理框图；图2为本技术的实施例的光电探测模块的结构示意图；图3为图2所示光电探测模块的仰视图；图4为本技术的跟踪方法流程图。【具体实施方式】下面结合附图和实施例对本技术做进一步详述。为了便于理解，以下结合与本技术方案原理相同的太阳跟踪装置结构及跟踪方法对本技术的原理作详细描述。如图1、图2及图3所示，本实施例的一种太阳跟踪装置，包括支架，所述支架包括支撑底座和云台，其中云台用于固定太阳能利用设备，这里所指的太阳能利用设备是包括利用太阳能的目标设备比如说太阳能热水器、光伏电池板、光伏电站等。与现有的太阳跟踪装置或类似装置不同点在于本太阳跟踪装置还包括有光电探测模块、GPS定位模块、控制电路、传动组件和电机模块。其中光电探测模块与控制电路相连接，包括长方体箱体和至少4个方位探测光敏传感器I，该长方体箱体3包括2个正方形底面和4个长方形侧面，所述4个长方形侧面与正方形底面之一的4条公共边中部分别设置有方位探测光敏传感器，所述方位探测光敏传感器的光敏面露出长方体箱体侧面一定距离D，D的值根据预设探测精度确定，长方体箱体靠近方位探测光敏传感器的正方形底面固定于云台上。本质来说，该光电探测模块为太阳方位判断模块，原理如下:假如装置未正对太阳光，在长方体箱体的遮挡下，必然在某一个或两个侧面上形成阴影，在阴影下的光敏传感器探测到的光强信息将小于不在阴影下的传感器，通过比较器可以判断二者光强信息的比较结果，该比较结果可以用于控制云台电机调整云台，实现对太阳的跟踪。上述的GPS定位模块与控制电路相连接，用于获取设备的位置信息。这里的位置信息是指有GPS定位模块获取的设备所在的经纬度信息，跟踪这个信息可以有效判断该位置该时段的太阳方位。上述控制电路具体包括GPS信号处理单元、比较器和驱动电路，GPS信号处理单元用于处理GPS获取的设备位置信息并转换为控制信号，比较器用于比较方位探测光敏传感器的信号强度并输出控制信号至驱动电路，驱动电路根据控制信号输出驱动信号驱动控制电机，控制电机通过传动组件控制云台旋转。根据公开的控制电路的功能，本领域的技术人员容易从现有技术中找出很多合理的、常规的解决方案比如说通过单片机编程控制实现，故在此对本模块不做赘述。在上述实施例的方案中提及了光电探测模块的跟踪精度问题与D值有关，为了使本实施例的方案更易于被理解，在此进一步公开D值满足tan 0=2D/L，其中0为跟踪精度，L为长方体箱体两个正方形底面之间的距离。可以看出，本实施例的方案也可以通过调整长方体箱体的长度L以及D值实现对模块精度的调整。以下为本实施例的优选方案:为了减小太阳光反射以及对方位探测光敏传感器探测太阳光强度的精度的影响，将上述长方体箱体表面为设计为黑色。进一步的，所述方位探测组件还包括与方位探测光敏传感器数量相同的采样电阻，所述采样电阻分别与方位探测光敏传感器串联，用于将方位探测光敏传感器探测光强对应的电流信号转换为电压信号输送至比较器。为了解决光线不足的情况下系统额外耗费电能的缺陷，所述跟踪装置还包括光强本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种太阳跟踪装置，包括支架，所述支架包括支撑底座和云台，其中云台用于固定太阳能利用设备，其特征是本太阳跟踪装置还包括：光电探测模块、GPS定位模块、控制电路、传动组件和电机模块；?其中，光电探测模块与控制电路相连接，包括长方体箱体和至少4个方位探测光敏传感器，该长方体箱体包括2个正方形底面和4个长方形侧面，所述4个长方形侧面与正方形底面之一的4条公共边中部分别设置有方位探测光敏传感器，所述方位探测光敏传感器的光敏面露出长方体箱体侧面一定距离D，D的值根据预设探测精度确定，长方体箱体靠近方位探测光敏传感器的正方形底面固定于云台上；?GPS定位模块与控制电路相连接，用于获取设备的位置信息；?控制电路包括GPS信号处理单元、比较器和驱动电路，GPS信号处理单元用于处理GPS获取的设备位置信息并转换为控制信号，比较器用于比较方位探测光敏传感器的信号强度并输出控制信号至驱动电路，驱动电路根据控制信号输出驱动信号驱动控制电机，控制电机通过传动组件控制云台旋转。

【技术特征摘要】
1.一种太阳跟踪装置，包括支架，所述支架包括支撑底座和云台，其中云台用于固定太阳能利用设备，其特征是本太阳跟踪装置还包括:光电探测模块、GPS定位模块、控制电路、传动组件和电机模块； 其中，光电探测模块与控制电路相连接，包括长方体箱体和至少4个方位探测光敏传感器，该长方体箱体包括2个正方形底面和4个长方形侧面，所述4个长方形侧面与正方形底面之一的4条公共边中部分别设置有方位探测光敏传感器，所述方位探测光敏传感器的光敏面露出长方体箱体侧面一定距离D，D的值根据预设探测精度确定，长方体箱体靠近方位探测光敏传感器的正方形底面固定于云台上； GPS定位模块与控制电路相连接，用于获取设备的位置信息； 控制电路包括GPS信号处理单元、比较器和驱动电路，GPS信号处理单元用于处理GPS获取的设备位置信息并转换为控制信号，比较器用于比较方位探测光敏传感器的信号强度并输出控制信号至驱动电路，驱动电路根据控制信号输出驱动信号驱动控制电机，控制电机通过传动组件控制云台旋转。2.根据权利要求1所述的一种太阳跟踪装置，其特征在于，所述D值满足tan0 =2D/L,其中0为跟踪精度，L为长方体箱体两个正方形底面之间的距离。3.根据权利要求1或2所述的一种太阳跟踪装置，其特征在于，所述长方体箱体表面为里任4.根据权利要求1所述的一种太阳跟踪装置，其特征在于，所述方位探测组件还包括与方位探测光敏传感器数量相同的采样电阻，所述采样电阻分别与方位探测光敏传感器串联，用于将方位探测光敏传感器探测光强...

【专利技术属性】
技术研发人员：王卓然，袁国慧，王维，高亮，
申请(专利权)人：成都谱视科技有限公司，
类型：实用新型
国别省市：